24 Antioxidantien – Antioxidative Abwehrkräfte gegen freie Radikale

Antioxidantien sind sogenannte Scavenger, antioxidative körpereigene oder körperfremde Abwehrkräfte gegen Zellschädigungen durch freie Radikale.
Der menschliche Körper besteht aus nahezu unendlich vielen Körperzellen, die für die Energieversorgung des Körpers und für die Aufrechterhaltung unserer Körperfunktionen zuständig sind. Damit diese Stoffwechselabläufe funktionieren, brauchen unsere Körperzellen Sauerstoff. Erst durch das Einatmen von Sauerstoff entstehen durch Sauerstoffreaktionen instabile Moleküle, die sogenannten freien Radikale. Das sind hochgradig reaktive Ionen, Moleküle und Atome bestehen aus ein oder mehreren ungepaarten Elektron, daher sind sie instabil. Um stabil zu werden, entreißen sie bei jeder Gelegenheit ein Elektron von anderen Molekülen. Folglich fehlt unseren Körperzellen das entrissene Elektron. Sie werden instabil und geschädigt und es bilden sich daraufhin immer mehr freie Radikale, was zu einer Kettenreaktion und zu einem Überschuss an freien Radikalen führen kann. Dies bezeichnet man als oxidativen Stress. Antioxidantien sind unsere natürlichen Abwehrmittel gegen freie Radikale, die diesen Prozess durchbrechen können.

Zusammenfassung

• Freie Radikale entstehen durch Sauerstoffreaktionen im Körper. Vergleichbar mit einem Eisennagel der durch die Reaktion mit dem Sauerstoff rostet
• Freie Radikale werden gezielt vom Körper produziert, um Bakterien und Viren abzutöten
• Da wir Sauerstoff zum Leben brauchen, sind wir unweigerlich freien Radikalen ausgesetzt. Durch die richtige Lebensweise und eine gute Ernährung können wir uns vor den Angriffen der freien Radikale schützen und dadurch den Alterungsprozess in gewissen Maßen beeinflussen
• Antioxidantien sind natürlichen Abwehrmittel gegen Schädigung unserer Körperzellen durch freie Radikale, weil sie ein eigenes Elektron besitzen, welches Sie an die freien Radikale abgeben und dadurch andere Moleküle im Körper schützen
• Mit zunehmenden Alter nimmt die körpereigene Antioxidantienproduktion ab
• Antioxidantien sind in vielen Nahrungsmitteln enthalten. Durch eine ausgewogene Ernährung können wir unseren Körper bis in das hohe Alter ausreichend mit Antioxidantien versorgen
• Die stärksten Antioxidantien, die wir aus Nahrung zuführen können sind, Glutathion, Astaxanthin, Alpha-Liponsäure, Allicin, OPC, Riboflavin, Selen, Zink, Vitamin C, Vitamin E, Bioaktive Pflanzenstoffe wie Flavonoide, Carotinoide und Phenolsäuren

 

Entstehung freier Radikale

In den meisten Körperzellen entstehen freie Radikale als Nebenprodukte des Stoffwechsels. Während dem Stoffwechsel finden Sauerstoffreaktionen in unserem Körper statt, die für die Bildung freier Radikale verantwortlich sind. Sie können diesen Prozess mit einem rostigen Nagel vergleichen. Das Eisen reagiert mit dem Sauerstoff und es bildet sich mit der Zeit Rost. Diese Reaktion findet auch in unserem Körper statt. Unser Körper reagiert mit dem eingeatmeten Sauerstoff und es bilden sich freie Radikale, die unsere Zellen zerstören und dadurch den Alterungsprozess beschleunigen.

Biochemischer Ablauf bei der Entstehung freier Radikale

Jede unserer Körperzellen besitzt mehrere hundert Mitochondrien, auch ATP genannt, die für die Energiegewinnung des Organismus zuständig sind. Dieser biochemische Energiegewinnungsprozess ist hochkomplex, wobei erhebliche Risiken entstehen können. In diesem Prozess wird molekularer Sauerstoff in der Atmungskette durch sequenzielle Übertragung von Elektronen bis auf das Endprodukt Wasser herunter reduziert, wobei sauerstoffagressive Zwischenprodukte entstehen können. Das sind die sogenannten freien Radikale. So entstehen bei der Energiegewinnung und bei zahlreichen anderen Stoffwechselprozessen im Laufe unseres Lebens nach etwa 70 Jahren ungefähr 70 Tonnen Sauerstoffverbrauch, wovon etwa 1,5 Tonnen freie Radikale sind. Diese zelltoxischen Verbindungen können an unserer DNA, den Membranlipiden, Proteinen und Nukleinsäuren Schäden hervorrufen.

Gefährdung der DNA, Membranlipide und Proteine durch freie Radikale

Die DNA ist täglich etwa 10.000 oxidativen Angriffen ausgesetzt. Eine Beschädigung er Nukleinsäure verursacht DNA- Brüche und DNA- Mutation welche das Absterben von Zellen oder Krebs auslösen können.

Beschädigung der Membranlipide durch freie Radikale kann zu Schädigung der Zellmembranen führen, was die Kommunikation der Zellen untereinander sowie die Transportsysteme negativ beeinträchtigt und sogar bis zum Zelltot führen kann.

In den Eiweißen reagieren schwefelhaltige Aminosäuren wie Methionin und Cystein mit Sauerstoffverbindungen, was zu starken Veränderungen der biologischen Proteinaktivität führt und die Denaturierung von Enzymen und der Bindegewebe fördert.

Verschiedene Ursachen für einen Überschuss an freien Radikalen im Körper, weil die Antioxidantien verringert und die Abwehrkräfte geschwächt sind.

• Falsche Ernährungsweise
• Rauchen und Tabakkonsum
• Übermäßiger Alkoholgenuss
• Körperlicher und seelischer Stress
• UV-Strahlen
• Umweltverschmutzung, Autoabgase
• Umweltgifte wie Pestizide, Dioxine, Ozon, Lösungsmittel, Schwermetalle
• Drogenmissbrauch

Freie Radikale gegen Viren und Bakterien

Sauerstoffradikale sind für den Abwehrmechanismus des Körpers und für die Abwehr von Schadstoffen von großer Bedeutung. Manche Zellarten unseres Immunsystems wie zum Beispiel die Makrophagen, produzieren gezielt freie Radikale zur Abwehr von Viren und Bakterien. Dieser Prozess muss allerdings kontrolliert ablaufen, da freie Radikale nicht zielgerichtet wirken und daher auch gesunde Zellen schädigen können. Aus diesem Grund hat unser Immunsystem die Zellen mit einem Schutz gegen Angriffe freier Radikale durch ein hochkomplexes zelluläres antioxidatives Schutzsystem ausgestattet.

Das körpereigene Schutzsystem

Dieses Schutzsystem besteht aus:

• Endogenen* Enzymen
• Glutathionperoxidase (GSH-Px)**
• Superoxiddismutase (SOD)***
• Exogene Verbindungen wie Vitamin A, Vitamin C, Vitamin E
• Thiole**** wie L-Glutathion und L-Cystein und
• Spurenelemente wie Selen, Mangan und Kupfer

Allerdings ist diese Schutzkapazität an Antioxidantien in den meisten Geweben ziemlich gering. Vor allem das Gehirn hat eine relativ geringe Kapazität, sodass bei erhöhter Freisetzung von freien Sauerstoffradikalen wie zum Beispiel bei entzündlichen Krankheiten Schäden an den Biomolekülen auftreten können.
Schafft es der Körper nicht die poroxidativen und die antioxidativen Prozesse durch die körpereigenen Schutzmechanismen oder ausreichender Versorgung von Antioxidantien im Gleichgewicht zu halten, so spricht man von der Entstehung von oxidativen Stress.
Hier spielen endogen sowie exogene Faktoren eine wichtige Rolle. Die endogenen Faktoren sind Prozesse, die innerhalb des Körpers stattfinden, während die exogenen Faktoren von außen auf den Körper einwirken.

Durch endogene und exogene Faktoren kann ein Überschuss an freien Radikalen entstehen (oxidativer Stress). Folgende Krankheiten werden mit Schäden durch freie Radikale in Verbindung gebracht:

• Abnormalität der Spermien
• Akute Pankreatitis
• Alterungsprozesse
• Allergiene und Überempfindlichkeiten
• Arteriosklerose
• Entzündliche Darmerkrankungen (Morbus Crohn)
• Grauer Star (Katarakt, Trübung der Augenlinse)
• Immunschäden
• Koronare Herzkrankheiten
• Krebs
• Leberschäden durch Alkoholkonsum
• Neurologische Degenerationen (Multiple Sklerose, Parkinsonsche Krankheiten, Altersdemenz)
• Rheuma

Freie Radikale sind an der Entstehung zahlreicher Krankheiten beteiligt. Das Gehirn verbraucht den Großteil des aufgenommenen Sauerstoffs und ist trotzdem relativ schlecht mit antioxidativen Schutzmechanismen ausgestattet. Oxidative Schäden des Nervensystems werden mit der Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen wie Morbus Alzheimer oder Epilepsie in Verbindung gebracht.
Luftverschmutzungen wie Ozon, Autoabgase oder zum Beispiel Zigarettenrauch fördern die Entwicklung von Lungenkrankheiten aller Art, bis hin zum Lungenkrebs. Übermäßige UV- Strahlung wiederum kann Hautkrebs verursachen.
Die fortschreitenden oxidativen Prozesse im Alter werden auch mit Alterserscheinungen wie das Nachlassen der Sehkraft und er Hörleistung, sowie der Abnahme der Gedächtnisleistung und der körperlichen Leistungsfähigkeit in Verbindung gebracht.
Die Abnahme der physischen Leistungsfähigkeiten wird vermutlich durch die Entstehung der freien Radikale in der Atmungskette bei der Energiegewinnung verursacht, indem durch Mutation und Schädigung der DNA, die mitochondriale ATP Produktion nachlässt.
Die modernen Zivilisations- und Alterskrankheiten an denen die Entstehung freier Radikale beteiligt sind, werden "free radical diseases" genannt.
Um einen Überschuss an freien Radikalen zu verhindern, ist es also wichtig einen ausreichenden Antioxidantienspiegel im Körper zu gewährleisten.

Bedeutung von Antioxidantien

Unser Körper kann Antioxidantien in gewissen Mengen selber herstellen, aber mit zunehmendem Alter nimmt die Produktion der Antioxidantien deutlich ab. Durch eine falsche Lebensweise kann ein Überschuss an freien Radikalen entstehen, daher ist eine antioxidantienhaltige Ernährung bis ins hohe Alter sehr wichtig, um das Gleichgewicht zwischen freien Radikalen und Antioxidantien zu erhalten und unseren Körper vor frühzeitiger Schädigung zu schützen.

24 Enzymatische und nicht enzymatische Antioxidantien

¹Enzymatisch: von Enzymen bewirkt, von Enzymen abhängig
²Wasserlöslich: Fachsprachlich hydrophil
³Fettlöslich: Fachsprachlich lipophil
⁴SOD bedeutet Superoxiddismutase: Die Superoxiddismutase ist ein kupferhaltiges Enzym, welches u.a. in den Erythrozyten vorkommt. Es enthält zusätzlich Zink und Mangan und dient der Entfernung von Sauerstoffradikalen.

Zusammenwirken von Antioxidantien

Antioxidantien kann man in den Körperzellen, im Blut und in den Körperflüssigkeiten vorfinden. Sie alle schützen verschiedene Zellkomponenten. Zellwände sowie Lipoproteine im Blut enthalten besonders viel an Vitamin E und Conenzym Q10, durch die sie geschützt werden. Beta Carotin, Cystein und Vitamin C hingegen, zirkulieren innerhalb und außerhalb der Zellen in den Körperflüssigkeiten und wirken dadurch nicht so spezifisch wie zum Beispiel Q10. Ihr Schutzwirkungsradius ist breiter ausgelegt.
Indem Antioxidantien durch die Abgabe eines Elektrons die freien Radikale stabilisieren und neutralisieren, werden sie ständig aufgebraucht. Daher ist es wichtig den Antioxidantien- Speicher ständig nach zu füllen. Idealerweise hat man von allen Antioxidantien einen ausgeglichenen Haushalt, denn sie wirken gemeinsam als Gruppe deutlich effektiver als jedes einzelnes Individuum alleine.

Zufuhrempfehlung für Antioxidantien

Für den optimalen Antioxidantien- Spiegel im Körper werden für gesunde Erwachsene folgende tägliche Zufuhrmengen empfohlen:

Quelle: Burgersteins Handbuch Nährstoffe 9. Auflage

Pflanzen sind die ideale Antioxidantienquellen

Damit Pflanzen überleben können, enthalten vor allem die Samen und die Fruchtschalen besonders viele bereits bekannte Antioxidantien. Deshalb wird nach wie vor empfohlen, den Apfel mit Schale oder die Traube komplett inklusive ihrer Traubenkerne zu verzehren. Nur so können wir durch die Nahrung, die uns die Natur bietet, eine ausreichende Versorgung mit Antioxidantien sicherstellen.
Beim Verzehr von Obst, Gemüse, Nüsse, Samen und Getreide gilt folgende Grundregel:

• Saisonal für einen optimalen Nährstoffgehalt
• Regional für kurze Wege und frischer Nahrung, um einen Nährstoffverlust mit der Zeit zu verringern
• Reife Früchte mit intensiven Farben. Je intensiver die Farbe, desto mehr bioaktive Pflanzenstoffe, Antioxidantien und Vitamine sind enthalten

Der größte Teil der Antioxidantien wird durch die Nahrung aufgenommen. Der kleinere Anteil wird vom Körper selbst hergestellt. Daher ist eine ausreichend Versorgung mit den richtigen Nahrungsmitteln von Bedeutung.

Diese Nahrungsmittelgruppen wirken besonders antioxidativ:

• Gemüse
• Kräuter und wilde Pflanzen wie Löwenzahn, Brennnessel
• Naturbelassene Öle und Fette wie Olivenöl
• Nüsse
• Obst
• Samen und Sprossen

Nahrungsmittel mit besonders hoher antioxidativer Wirkung:

• Apfel
• Brombeeren
• Granatapfel
• Grapefruit
• Heidelbeeren
• Kakao
• Paprika
• Reife Tomaten
• Rote Weintrauben
• Walnüsse
• Zitrone
• Zwiebeln und Knoblauch

Es gilt allerdings zu beachten, dass es schwierig ist, die empfohlene Menge an Antioxidantien nur aus Nahrungsmittelquellen zu sich zu nehmen. Für einige Antioxidantien ist es sogar unmöglich!
Beim Vitamin E als Beispiel, müsste man 2 kg Erdnüsse oder 300g Sonnenblumenöl zu sich nehmen, um die empfohlene Tagesdosis von 200 mg zu erhalten. Für 500 mg Vitamin C wäre etwa der Verzehr von 2 kg Orangen erforderlich.
Daher ist es am sinnvollsten eine ausgewogene Ernährung mit Nahrungsergänzungsmitteln zu ergänzen.
Dabei sollte man beachten, nur Nahrungsergänzungsmittel organischer und pflanzlicher Herkunft zu sich zu nehmen, weil sehr viele Mittel synthetische hergestellt sind und der Körper diese gar nicht aufnehmen und verwerten kann. Bei Überdosierung von solchen minderwertigen Produkten kann es sogar gesundheitsschädigend wirken, weil dem Körper wichtige Stoffe entzogen werden.

In unseren Rubriken Obst, Gemüse, Nüsse und Samen erfährst Du im Einzelnen, welche Nahrungsmittel besonders antioxidativ wirken und vor welchen Krankheiten sie uns schützen.

Wusstest Du... dass freie Radikale nicht nur schädliche Sauerstoffreaktionen im Körper sind? Freie Radikale werden von unseren Immunzellen auch gezielt in mäßigen Mengen produziert, um Bakterien und Viren zu abzutöten. Der Körper reguliert die Produktionsmenge je nach Anzahl der Bakterien und Viren im Körper.

Begriffserklärungen:

* Endogen: Als endogen werden Prozesse bezeichnet, die im Körper selbst genund nicht durch äußere Einflüsse entstanden sind z.B. endogene Infektionen

** Glutathionperoxidase (GSH-Px): Die Glutathion-Peroxidase ist eine in den Erythrozyten vorkommende Peroxidase, also ein Enzym, welches Wasserstoffperoxid als Substrat verwendet

*** Superoxiddismutase (SOD): Die Superoxiddismutase ist ein kupferhaltiges Enzym, welches u.a. in den Erythrozyten vorkommt. Es enthält zusätzlich Zink und Mangan und dient der Entfernung von Sauerstoffradikalen

**** Thiole: Thiole sind eine bestimmte Gruppe organischer Moleküle, die sich durch mindestens eine aromatisch oder aliphatisch gebundene Thiolgruppe auszeichnen. Eine Thiolgruppe besteht aus einem Wasserstoff- und einem Schwefelatom. Zur Gruppe der Thiole gehören zum Einen die Thioalkohole, zum Anderen die Thiophenole. Der Unterschied zu den anderen bekannten Alkoholen ist hier, dass anstatt dem Sauerstoffatom der Schwefel gebunden ist. Thioalkohole besitzen als Grundstoff den Schwefelwasserstoff (H2S). Die übrigen Alkohole leiten sich von Wasser (H2O) ab

Quellen

• Bedeutung Endogen: https://flexikon.doccheck.com/de/Endogen
• Bedeutung Glutathionperoxidase: https://flexikon.doccheck.com/de/Glutathion-Peroxidase
• Bedeutung SOD/Superoxiddismutase: https://flexikon.doccheck.com/de/Superoxiddismutase
• Bedeutung Thiole: https://flexikon.doccheck.com/de/Thiole
• Orhomulekulare Medizin Uwe Gröber, Leitfaden für Apotheken und Ärzte, 3. Auflage
• Biochemie des Menschen, Florian Horn, 8. Auflage
• Burgersteins Handbuch Nährstoffe, 9. Auflage
• Surya Research Clinics C-6, Sujan Singh Park, Cornwallis RoadNew Delhi, Delhi 110003, J62H+CF New Delhi, Delhi, India
• https://www.vitafoodsinsights.com/sites/vitafoodsinsights.com/files/PLANTACORP%20NEW%20-%20Glutathione_VitaFoods%20Poster_Final2.pdf
• SOD = Superoxiddismutase: https://flexikon.doccheck.com/de/Superoxiddismutase